Motivation
Bei der ingenieursmäßigen Beschreibung des Umsatzverhaltens von Edelmetall-Katalysatoren rückt zunehmend die Betrachtung reversibler Aktivitätsänderungen auf kurzen Zeitskalen in den Fokus.
Dabei muss die Aktivität des Katalysators als Funktion des aktuellen Zustands des katalytisch aktiven Materials berücksichtigt werden. Dieser Zustand wiederum ändert sich dynamisch mit den vorliegenden Reaktionsbedingungen und muss entsprechend bei der kinetischen Modellierung mitbetrachtet werden.
Projektziel
Im Bereich der Abgaskatalyse von Diesel-Oxidationskatalysatoren wurden derartige Aktivitätsphänomene bereits umfassend dokumentiert und mit den Oxidations- und Reduktionsreaktionen des Edelmetalls selbst in Verbindung gebracht. Die modellhafte Behandlung der veränderlichen Aktivität des Katalysators erfolgte bisher allerdings rein spekulativ auf Grundlage des beobachteten Verhaltens.
Aufbauend darauf soll im laufenden Projekt der tatsächliche Zustand des Katalysators mithilfe von materialwissenschaftlichen Methoden wie der Atomsondentomographie (APT) auf atomarer Ebene erfasst und mit den Ergebnissen herkömmlicher Umsatzmessungen in Zusammenhang gebracht werden. Die Verwendung von Modellkatalysatoren, die am ICVT durch Abscheiden von Nanopartikeln auf einen keramischen Träger selbst hergestellt werden, ermöglicht eine umfangreiche Variation der Materialeigenschaften.
Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines kinetischen Modells, welches die gegenseitige Beeinflussung von Katalysator und Reaktionsgas abbilden kann.